Аналіз зіткнення нейтронних зірок GRB 230906A проливає світло на походження важких елементів

Грандіозна космічна катастрофа, що відбулася сотні мільйонів років тому внаслідок злиття двох нейтронних зірок, надала міжнародному колективу науковців під керівництвом експертів з Університету штату Пенсильванія унікальні фундаментальні дані. Ці відомості проливають світло на походження найважчих хімічних елементів у нашому Всесвіті, серед яких особливе місце посідають золото та платина. Результати аналізу цього неймовірного явища були задокументовані у науковій праці, опублікованій у авторитетному виданні The Astrophysical Journal Letters від 10 березня 2026 року, що стало важливою віхою в сучасній астрофізиці.

Потужний енергетичний спалах, що супроводжував цю подію, отримав наукову назву GRB 230906A. Його вперше ідентифікував космічний апарат НАСА «Фермі» у вересні 2023 року, класифікувавши об’єкт як короткий гамма-сплеск. Такі вибухи вважаються одними з найпотужніших і найяскравіших подій у космосі, здатними на певний час затьмарити сумарне світло мільярдів зірок цілих галактик. Викид колосальної кількості енергії під час зближення по спіралі та подальшого злиття двох надщільних нейтронних зірок ініціює складний процес швидкого захоплення нейтронів, відомий у науці як r-процес, що є ключовим для синтезу важких елементів.

Дослідники, серед яких провідний автор Сімоне Дік’яра та співавторка Джейн Чарлтон з Університету штату Пенсильванія, використали результати подальших спостережень, отримані за допомогою рентгенівського телескопа НАСА «Чандра» та космічного телескопа «Габбл». Це дозволило їм з надзвичайною точністю визначити місцезнаходження джерела. Вони локалізували GRB 230906A у межах тьмяної карликової галактики, яка знаходиться на відстані приблизно 8,5 мільярдів світлових років від нашої планети. Ця галактика входить до складу більшої групи, що наразі переживає процес активного галактичного злиття. Місце зіткнення виявилося вкрай нетиповим, оскільки воно сталося всередині «припливного хвоста» — протяжного і тонкого потоку зоряної речовини та газу, витягнутого інтенсивними гравітаційними силами між взаємодіючими галактиками.

Доктор Дік’яра висунув гіпотезу, що таке специфічне середовище вказує на важливу роль припливних взаємодій у стимулюванні процесів зореутворення. Це призводить до появи нових поколінь нейтронних зірок, які згодом завершують свій шлях у потужних злиттях. Джейн Чарлтон зауважила, що це відкриття надало рідкісну можливість зрозуміти, як масштабне руйнування може виступати каталізатором для створення чогось нового. Вона підкреслила, що золото, яке ми використовуємо на Землі, має своє коріння саме в таких вибухових подіях далекого минулого. Це дослідження допомагає розв'язати давню наукову загадку про те, чому деякі гамма-сплески відбуваються далеко від галактичних ядер і яким чином важкі елементи опиняються у зірках, що розташовані на периферії галактик.

Нейтронні зірки — це надщільні рештки ядер, що залишаються після того, як зірка з масою, що значно перевищує сонячну, вичерпує запаси термоядерного палива, колапсує під власною вагою та вибухає як наднова. Маючи діаметр лише близько дванадцяти миль, ці об'єкти зосереджують у собі масу, більшу за масу нашого Сонця, що робить їх одними з найбільш екстремальних фізичних тіл у Всесвіті. Наукова група припускає, що нейтронні зірки, які стали причиною зафіксованого гамма-сплеску, народилися внаслідок інтенсивного сплеску зореутворення, спровокованого галактичним злиттям приблизно за 700 мільйонів років до самої події зіткнення. Цей процес не лише спричинив потужний викид випромінювання, а й сприяв розсіюванню щойно створених важких металів у навколишній космічний простір.

Співавторка дослідження Елеонора Троя з Римського університету звернула увагу на те, що це «зіткнення всередині зіткнення» відбулося в унікальному полі газу та пилу, сформованому внаслідок взаємодії галактик сотні мільйонів років тому. Значний внесок у це наукове відкриття зробили й інші космічні місії, зокрема телескоп НАСА «Свіфт», який допомагав у зборі критично важливих даних. Автори наголошують, що стабільне та довгострокове фінансування космічної науки, а також розвиток інфраструктури обсерваторій за підтримки Європейської дослідницької ради та Національного наукового фонду США, є життєво необхідними для здійснення таких фундаментальних проривів, які змінюють наше розуміння еволюції матерії.